高中物理第8章气体8.3理想气体的状态方程课后练习1新人教版选修3_320180601154
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【知识点详解】 1. **理想气体的概念**:理想气体是一种理论模型,它假设气体分子间没有相互作用力,且分子本身没有体积。这种气体严格遵守气体实验定律,即波义耳定律、查理定律和盖-吕萨克定律。实际上,理想气体在温度不太低、压强不太大的情况下,可以作为实际气体的近似模型。 2. **理想气体状态方程**:理想气体的状态由三个基本状态参数决定:压强(p),体积(V)和温度(T)。理想气体状态方程是pV=nRT,其中n是气体的物质的量,R是理想气体常数。这个方程描述了理想气体在不同状态之间的关系。 3. **压强与温度的关系**:根据理想气体状态方程,温度与压强成正比,当体积保持不变时。所以,若甲容器中气体的压强小于乙容器,那么甲的温度也应当低于乙,因为温度决定了气体分子的平均动能。 4. **状态变化过程**:对于一定质量的理想气体,其压强在经过一系列状态变化后仍然为初始压强,这可能通过等温膨胀、等容降温、等温压缩或等容降温等过程实现。例如,先等温膨胀增加体积,然后等容降温降低温度,最后等温压缩恢复初始压强。 5. **等压变化规律**:在等压变化过程中,体积与温度成正比,这在p-V图中表现为双曲线。选项A和B描述了等温过程,D描述了一个等容过程后跟一个等温过程,这些都不能准确描绘等压变化。只有C选项符合等压变化,先等容升温后等温压缩。 6. **等温、等容、等压变化的图形识别**:在p-V图中,等温线是斜率为负的直线(表示V增加,p减小,保持T不变),等容线是垂直线(表示V不变,p随T变化),等压线是双曲线。正确描绘这一系列变化的图形应该能够展示这三个过程的连续演变。 7. **气体压强变化分析**:图5所示的变化过程中,从c到d压强应该是减少的,因为体积增加而温度保持不变;从d到a压强不变,因为是等温压缩;从a到b,压强增加,因为体积减小而温度不变;从b到c,压强不变,因为是等温膨胀。 8. **理想气体的热胀冷缩**:根据理想气体状态方程,温度变化会导致体积变化,但压强保持不变。所以当温度T变为T'时,气柱高度h会保持不变。 9. **气体压强的计算**:U形管中的气体柱随着温度上升,压强也会相应改变。根据盖-吕萨克定律,可以计算出初始和最终状态的压强,从而得出答案。 10. **内燃机中的气体状态变化**:根据理想气体状态方程,可以通过初末状态的体积和压强关系,结合温度变化,求解最终温度。 11. **活塞移动与气体压强**:拔去销钉后,两部分气体逐渐达到平衡,考虑温度变化对压强的影响,可以计算最后的压强。 12. **压缩式喷雾器的工作原理**:通过不断向喷雾器内打气,可以提高内部气体压强,达到一定程度时,压强足以克服药液的表面张力将其喷出。计算需要打气的次数,需结合喷雾器的容积、打气量和目标压强。 以上就是关于理想气体、气体状态方程以及相关物理过程的详细解释。这些知识不仅适用于高中物理的学习,也是大学物理和工程领域的重要基础。理解并掌握这些概念和定律,有助于我们更好地理解和应用气体动力学。
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